頂管技術(shù)規(guī)程

1、頂管技術(shù)規(guī)程一、 頂管簡(jiǎn)介機(jī)械頂管技術(shù)是指采用頂管掘進(jìn)機(jī)械成孔，然后將管道從頂 進(jìn)工作坑頂入以形成連續(xù)襯砌的管道的非開(kāi)挖鋪設(shè)技術(shù)，按掘進(jìn)機(jī)的 種類可把機(jī)械頂管分為泥水式、土壓式和巖石掘進(jìn)機(jī)械，隨著注漿減 阻技術(shù)水平提高和設(shè)備不斷改進(jìn)，現(xiàn)在通常把一次性頂進(jìn)300m以上距離才稱為長(zhǎng)距離頂管。機(jī)械頂管適應(yīng)不同的土質(zhì)，有無(wú)地下水，不 同的施工條件和不同的要求，適用范圍很廣，泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)械 和加泥式土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)械使用范圍最為廣泛， 可以稱得上是全 土質(zhì)型，即從淤泥質(zhì)土到砂礫層都能適應(yīng)（N值從0 50之間，含水 量20%-150%之間的土）而且不需要輔助施工措施（如降水等）。機(jī)械頂管不受地下水

2、的影響，以土壓平衡頂管機(jī)械為例：因 為頂管掘進(jìn)機(jī)械機(jī)頭的土倉(cāng)式全封閉的， 在頂進(jìn)過(guò)程中土倉(cāng)中土的壓 力與它所處地層地下水和土壓力處于一種平衡狀態(tài)。它的排土量與掘進(jìn)機(jī)所占去的土體積也處于一種平衡狀態(tài)。機(jī)械頂管采用現(xiàn)代科技手 段，頂管掘進(jìn)成孔處于可控制狀態(tài)，管節(jié)由工廠按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制加工， 管節(jié)接口采用遇水膨脹楔型橡膠接口，可保證管道的工程質(zhì)量和壽 命。二、頂管施工。頂管施工工藝流程圖測(cè)量放樣基坑構(gòu)筑工作坑設(shè)備安裝 地面設(shè)備安裝進(jìn)洞準(zhǔn)備 地面設(shè)備安裝機(jī)頭進(jìn)洞- 中繼間安裝4一 頂管推進(jìn)L 注漿減摩 水平頂進(jìn)頂管出洞拆除頂管設(shè)施1、工作原理及施工優(yōu)點(diǎn)國(guó)產(chǎn)的NP型泥水平衡頂管機(jī)，設(shè)備系統(tǒng)由泥水加壓式掘進(jìn)

3、機(jī)、油壓裝置、泥水循環(huán)設(shè)備和泥水處理設(shè)備及遙控設(shè)備組成。 在管段的 起點(diǎn)和終點(diǎn)分別設(shè)工作井和接收井。掘進(jìn)機(jī)放置井下、掘進(jìn)機(jī)軸線與 設(shè)計(jì)管線軌跡重合。掘進(jìn)后到盤切削下來(lái)的巖土在掘進(jìn)機(jī)內(nèi)有泥水泵 排至地面的泥水處理循環(huán)裝置，同時(shí)沉淀后的泥水在壓入掘進(jìn)機(jī)內(nèi)。管子下到工作井，F(xiàn)型接口混凝土套管用橡膠帶密封好后由后方頂進(jìn) 裝置沿設(shè)計(jì)軌跡頂入地下，上方為遙控設(shè)備，控制掘進(jìn)路線，不斷進(jìn) 行糾偏。本方法施工優(yōu)點(diǎn)為泥水頂管時(shí)總的推力較小，可以相對(duì)保證后背 的安全適宜長(zhǎng)距離的頂管施工。 在施工過(guò)程中，可以有效的保持挖掘 面的穩(wěn)定，對(duì)所頂管子周圍的土體擾動(dòng)較小， 對(duì)地面及周邊建筑物的 影響較小。由于泥水輸送棄土是連

4、續(xù)進(jìn)行，所以作業(yè)時(shí)的進(jìn)度比較快， 日頂進(jìn)約20米左右，能有效的保證工期。本方法可以適應(yīng)各種地質(zhì)條 件，在土質(zhì)、地下水變化大的情況下，也能有效的應(yīng)用。2、測(cè)量控制針對(duì)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)、導(dǎo)線建立臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，將核對(duì)資料報(bào)送項(xiàng) 目技術(shù)主管，經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)主管審批合格后方可進(jìn)行下一步工作。施工過(guò)程中對(duì)以下工序進(jìn)行測(cè)量控制：工作坑開(kāi)挖時(shí)的上口開(kāi)挖線、管道頂進(jìn)時(shí)的軸線、高程。控制點(diǎn)設(shè)置必須符合有關(guān)的規(guī)范和規(guī)定，在施工過(guò)程中建立 測(cè)量控制系統(tǒng)，控制點(diǎn)設(shè)在不宜擾動(dòng)、視線清楚、方便控制、易于核 對(duì)處。3、設(shè)備安裝起重架：下管采用汽車吊。導(dǎo)軌安裝：導(dǎo)軌采用16號(hào)工字鋼，兩導(dǎo)軌平行，等高架在5 個(gè)16號(hào)工字鋼上，兩端工字鋼固

5、定。泥水設(shè)備安裝：兩個(gè)16立方一個(gè)12立方水箱及水泥分離設(shè) 備等由汽車吊吊至指定位置。4、頂力計(jì)算4.1控制土壓力值PP=Ky h（一靜土壓系數(shù)，按土質(zhì)取0.33Y -土容重h一覆土深度P=0.33X 19X4.1=25.71KPa頂管機(jī)初始推力FoFo=P兀 R2FL混凝土管有效半徑2Fo=25.71 X3.14 X ( 1.32)= 140.66KN一次頂進(jìn)管子阻力FO=f 兀 DLf磨阻系數(shù)，按土質(zhì)取8D-管外徑L一頂進(jìn)長(zhǎng)度Fo =8 X3.14 X 2.64 X 150=9796.8KN一次頂進(jìn)總推力F1F1=Fo+F0F1 = 140.66KN +9796.8KN=9937.46KN

6、考慮注漿減摩效果后實(shí)際總推力FF=% F1a 減摩系數(shù)0.8F=0.8 X 9947.46=7949.968KN工作井后背墻：根據(jù)管道直徑選擇墻寬4nl高2nl墻厚40cmi內(nèi)襯雙層鋼筋網(wǎng)片, 外側(cè)以預(yù)制鋼后背為模板，兩側(cè)支模，內(nèi)澆混凝土，混凝土強(qiáng)度采用 C30,頂稿選用200T,行程為3.5m千斤頂，每臺(tái)設(shè)備配置4臺(tái)。5、管道接口及其它：F型鋼承口硅管接口采用柔性接口。6、洞口止水本工程采用橡膠密封，其作用是保證后端有一定的密封性， 在注 漿有一定的壓力的情況下保證漿液不從后端流出，確保泥漿作用。7、管道頂進(jìn)與糾偏在工作井內(nèi)精確的測(cè)放軸線，穩(wěn)置導(dǎo)軌，按照軌道和管道中 心線高程，進(jìn)行穩(wěn)置主頂油

7、缸架，油缸中心線和管道中心線在同一垂 直面內(nèi)。設(shè)置后背鐵，后背鐵采用4米X 4米X 0.3米鋼質(zhì)后背鐵，后 背鐵受力面平直，具有足夠的強(qiáng)度和剛度。后背鐵安裝要緊靠工作井 后背硅，與工作井底板充分接觸，并與管道中心線垂直。機(jī)頭入洞。安裝機(jī)頭，保證機(jī)頭頂進(jìn)軸線的準(zhǔn)確，在導(dǎo)軌前 設(shè)置引軌，引軌一段與軌道連接。機(jī)頭開(kāi)頂前，在機(jī)頭尾部壓放配重 鐵，機(jī)頭入洞2/5后，及時(shí)連接第一節(jié)管進(jìn)行陪重，隨著頂進(jìn)，機(jī)頭 后3-4節(jié)硅管節(jié)需要用30專用絲杠連成整體，連接點(diǎn)為四個(gè)，與注 漿孔錯(cuò)開(kāi)，以確保機(jī)頭不沉。初始頂進(jìn)。初始頂進(jìn)階段緩慢進(jìn)行，不可進(jìn)行糾偏，要始終 注意觀察掘進(jìn)機(jī)與導(dǎo)軌的接觸情況是否正常，如不正常必須停止

8、頂 進(jìn)，分析原因再?zèng)Q定是否繼續(xù)頂進(jìn)。正常頂進(jìn)。在正常頂進(jìn)中，泥水倉(cāng)的進(jìn)水閥和排泥閥均打開(kāi)， 調(diào)節(jié)好進(jìn)、排泥水的流量，使泥水倉(cāng)保持一定的壓力，平衡地下水的 壓力。停止頂進(jìn)時(shí)，先關(guān)閉頂進(jìn)系統(tǒng)，然后關(guān)閉刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，再關(guān)停排泥系統(tǒng)。管節(jié)止轉(zhuǎn)的方法和措施。頂管時(shí)，機(jī)頭在刀盤及出土機(jī)的作 用下，可能會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。對(duì)機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)主要采用加壓重塊的方法，先 在機(jī)頭兩側(cè)做好放壓重塊的架子，并均衡放置重塊，當(dāng)機(jī)頭右轉(zhuǎn)時(shí)， 將右側(cè)壓重塊搬向左邊，反之將左側(cè)壓重塊搬向右邊。采用泥水平衡頂管施工，由泥水平衡掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行破土及輸送 泥土。進(jìn)漿管、排泥管均采用DN10麗管，用快速接頭進(jìn)行連接。通 過(guò)排泥泵把泥水排到泥水分離設(shè)備

9、進(jìn)行泥水分離處理。在正常頂進(jìn)中 要始終觀察刀盤扭矩，控制在允許范圍內(nèi)。頂進(jìn)速度控制在0.5-1.0米/小時(shí)。頂進(jìn)測(cè)量開(kāi)始5米時(shí)，即對(duì) 中心線及高程測(cè)量一次，隨著頂進(jìn)，每掘進(jìn)10米測(cè)量一次。管道頂進(jìn) 過(guò)程中，頂管中心和高度由激光導(dǎo)向儀進(jìn)行測(cè)量， 其糾偏精度由激光 導(dǎo)向儀發(fā)射到掘進(jìn)機(jī)測(cè)量用的靶盤隨時(shí)進(jìn)行控制， 確保偏差度不超過(guò) 士 8cm頂進(jìn)管道允許偏差（mm項(xiàng)目允許偏差軸線位置80管道內(nèi)底高程D 1500+70S-90相鄰管間錯(cuò)口鋼筋混凝土管道15%用厚且不大于20注：D為管道內(nèi)泥水管理及注漿減阻土壤的性質(zhì)決定泥水管理的難度與所頂管子直徑比和土質(zhì)有關(guān)。盡管本工程是粘性土質(zhì)，硅管直徑比不大，但仍需

10、控制泥漿壓力及泥 漿的調(diào)配。減少管子周邊摩擦阻力，確保頂管順利完成，同時(shí)起到控制泥漿的流失，防止地面沉降。硅套管設(shè)注漿孔，按120度分布，在 管頂與覆土之間進(jìn)行填充漿液。注漿程序，必須遵守“先注后頂，隨 頂隨注”的原則。管道在頂進(jìn)過(guò)程中不允許停止注漿，若因故停止注 漿，必須先停止頂管，在停止注漿。為防止覆土沉降，進(jìn)行漿液置換。硅套管設(shè)注漿孔，按 120 度分布。配制1: 2水泥砂漿由一側(cè)注漿孔注入，另一側(cè)注漿孔溢出， 在管頂與覆土之間進(jìn)行填充。加強(qiáng)頂管中心軸線上方地面的沉降觀測(cè)， 觀測(cè)點(diǎn)沿頂管軸線 方向布置，起始段50砸圍內(nèi)，每隔10怖點(diǎn)，以后每30怖點(diǎn)。監(jiān)測(cè) 頻率為每天一次，路面沉降達(dá)到1c

11、的報(bào)警值，其他管線沉降報(bào)警值 為 0.5cm。為加強(qiáng)對(duì)路面地下重要管線安全和及時(shí)發(fā)現(xiàn)頂管施工過(guò)程中 可能造成的路基空洞不密實(shí)等安全隱患， 通過(guò)頂管前后對(duì)路面雷達(dá)圖 像對(duì)比，綜合評(píng)定頂管施工對(duì)道路結(jié)構(gòu)的影響。頂進(jìn)過(guò)程中地面沉降控制范圍項(xiàng)目允許變化范圍（MM地面隆起的最大極限+10地面沉降的最大極限-10掘進(jìn)機(jī)出洞管道頂進(jìn)施工完成后，為了方便出洞順利，需對(duì)出洞口土體進(jìn)行 加固，所經(jīng)管道兩側(cè)及上部寬500mm長(zhǎng)5mg圍內(nèi)土體進(jìn)行加固，防 止掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)產(chǎn)生叩頭現(xiàn)象，在洞的下部用低標(biāo)號(hào)混凝土澆注一塊 托板，把掘進(jìn)機(jī)托住，或用倒鏈提起。鋼筋混凝土管應(yīng)帶注漿孔，頂管完后做注漿處理，硅管施工 完畢三、工作井

12、.工作井、接收井凈空尺寸工作井最小長(zhǎng)度按頂管機(jī)長(zhǎng)度確定，工作井的最小內(nèi)凈長(zhǎng)度可按下列公式計(jì) 算：L11 +13 +k式中L 工作井的最小內(nèi)凈長(zhǎng)度（力頂管機(jī)下井時(shí)最小長(zhǎng)度（m）千斤頂長(zhǎng)度（m）, 一般可取2.5米k后座和頂鐵的厚度及安裝富余量，可取1.6米工作井最小寬度淺工作井內(nèi)凈寬度可按下列公式計(jì)算：B=D1+ （2.0 s2.4）式中b工作井的內(nèi)凈寬度（mD1管道白外徑（m）深工作井內(nèi)徑寬度可按下列公式計(jì)算：B=3D1+ （2.0 s2.4）工作井深度確定工作井底板面深度應(yīng)按下列公式計(jì)算：H=肉 D1+ h式中H 工作井底板面最小深度（m）hs-管頂覆土層厚度（m）h管底操作空間（m鋼管可取

13、h = 0.7s0.8m玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管和鋼筋混凝土管等可取h=0.4s0.5m2.工作井、接收井施工豎井施工工序分四步施工。即：施工準(zhǔn)備、井圈施工、井身 開(kāi)挖、豎井封底。鎖口圈梁工作坑鎖口圈梁寬300mm300mnffi筋混凝土結(jié)構(gòu)。鎖口圈梁施工程序：測(cè)量放線-挖梢-墊層混凝土 -養(yǎng)護(hù)-縱向預(yù)留 鋼筋-綁扎鎖口圈梁鋼筋-安裝豎井井架及梯道預(yù)埋件-支 搭鎖口圈梁模板-養(yǎng)護(hù)-拆模為了頂管工作井下部鋼梁能與鎖口圈梁連接，鎖口圈梁向下預(yù)留鋼筋接頭。頂管工作井井身開(kāi)挖頂管工作井井身采用分段開(kāi)挖，分階段支護(hù)，隨挖隨支護(hù)， 每一循環(huán)挖深0.8m左右，開(kāi)挖后焊接錨桿，焊接縱向鋼筋及安裝及 鋼筋網(wǎng)，復(fù)噴

14、混凝土至設(shè)計(jì)厚度 250mm施工程序：測(cè)量放線-井身開(kāi)挖-安裝鋼架-焊接縱 向鋼筋及安裝鋼筋網(wǎng)-噴混凝土至設(shè)計(jì)厚度-下一循環(huán)工序。護(hù)壁錨噴混凝土施工頂管工作井井壁支護(hù)鋼隔柵噴射混凝土支護(hù)方法，井壁為 250mnff, C20噴射混凝土。封底，井身開(kāi)挖及支護(hù)至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，現(xiàn)澆200mnM C20 混凝土封底，井底預(yù)留集水坑。豎井開(kāi)挖過(guò)程中，隨開(kāi)挖隨對(duì)周邊井壁進(jìn)行回填注漿， 保證井壁背后土體穩(wěn)定。頂管留洞尺寸為套管直徑，洞口處加設(shè)加強(qiáng) 筋，周圍抹平。四、管材選用及管件構(gòu)造要求.管材選用頂管材質(zhì)應(yīng)根據(jù)管道用途、管材特性及當(dāng)?shù)鼐唧w情況確定。.鋼管頂管用鋼材宜選用Q235B頂管管材的規(guī)格和性能應(yīng)符合現(xiàn) 行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)碳素結(jié)構(gòu)鋼GB/T700的要求。管壁厚度應(yīng)采用計(jì)算厚 度